熔融盐
盐的熔融态液体
熔融盐是盐的熔融态液体,通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体。形成熔融态的无机盐其固态大部分为离子晶体,在高温下熔化后形成离子熔体,因此最常见的熔融盐是由金属或碱土金属与卤化物硅酸盐碳酸盐硝酸盐以及磷酸盐组成。
内容简介
一般人们称熔融的无机化合物为熔融盐或简称为熔盐。人们对熔盐或许不像对水溶液那样清楚,其实像自然界火山喷发的炽热的岩浆就是熔盐,只不过它是自然界的天然化合物的熔体。同水溶液一样,熔盐也是一种溶剂,是一种不含水的高温熔剂, 其主要特点是熔化时解离为离子,正负离子靠库仑力互相作用,所以可用作高温下的反应介子。熔盐具有很高的热熔和热传导值以及高的热稳定性和质量传递速度。
化学组成
形成熔融态的无机盐其固态大部分为离子晶体,在高温下熔化后形成离子熔体,因此最常见的熔融盐是由碱金属或碱土金属与卤化物、硅酸盐、碳酸盐、硝酸盐以及磷酸盐组成。
特性
熔融盐有不同于水溶液的诸多性质,如高温下的稳定性,在较宽范围内的低蒸气压,低的粘度,具有良好的导电性,较高的离子迁移和扩散速度,高的热容量,具有溶解各种不同材料的能力等。
用途
(1)作为电解提取金属的电解质。熔融盐最早应用是从熔融盐的金属电解开始的,现今金属的生产、稀土金属的制取,主要采用熔融盐电解方法,其他一些金属如碱金属、碱土金属、高熔点金属的生产也采用熔融盐电解的方法。用熔融盐电解生产金属具有:工艺流程简单、金属回收率高、产品质量高、机械化、自动化程度高等优点。现今,熔融盐电解是工业生产铝的方法,在近几十年内还不能用其他方法代替。
(2)在核工业中的应用。在原子能工业中,均相反应堆用熔融盐混合物为燃料溶剂和传热介质有许多优点,它的操作温度有可变的范围,燃料的加入比较容易,核裂变的产物可以连续地移出等。在核工业中使用最多的是LiF-BeF2熔融盐体系。
技术
熔融盐技术就是将普通的固态无机盐加热到其熔点以上形成液态(如NaNO3在308℃熔化,常见的食盐NaCl在801℃熔化),然后利用熔融盐的热循环达到太阳能传热蓄热的目的。与传统的工质相比,熔融盐具有使用温度范围广(从几十摄氏度到一千摄氏度以上)、传热性能高、工作压力低、价格便宜等一系列巨大的优点,熔融盐传热蓄热技术已经在化工、军工等领域得到了广泛的利用,在太阳能热发电、生物质高温制氢等新的高科技领域也有着广阔的应用前景。
美国率先使用了熔融盐作为太阳能热发电的传热蓄热工质,并在Solar Two太阳能热发电实验电站上取得了很好的效果。
2010年7月,意大利国家电力集团在西西里岛建成了世界首个完全使用熔融盐蓄热的阿基米德太阳能光热发电站
相关资料
常温熔盐
由于高温熔盐具有强烈的腐蚀性和挥发性, 限制了对熔盐的深入研究和在工业上的应用。人们在寻找具有较低熔化温度的熔盐时, 研究发现具有大体积的有机阳离子的氯化物取代碱金属氯化物,可以得到熔点很低的混合物,甚至可以得到室温液态离子溶剂。
水合熔盐
人们称熔盐为不含水的无机化合物熔体,看来要对这一定义进行修正了。前面讲的常温熔盐是因为引入了有机盐而使熔盐的熔点有了很大降低。我们在此介绍的是含水的熔盐,即所谓的水合熔盐。有人冒着可能遭到传统熔盐论的非议的风险,不顾熔盐中不能有水存在的禁律,有意不完全脱掉熔盐中水份,甚至有意地加水到熔盐中,形成了一组特殊熔体。他们为此不仅没有遭到责难,反而得到了荣誉,这样就形成了一组从水溶液过渡到含盐的含水的离子熔盐体系。
低温熔盐
低温熔盐是一组比常温要低的液化气体,可称为冷液体,它是无机电解质,不含水, 而且很稳定。在当代冶金工艺中可以用这种液体沉积在水溶液中不能沉积的高熔点金属。由于工作温度很低, 沉积的底材没有热损伤;电化学的电极过程由高温熔盐质量传递优先而变为电荷传递优先,因此镀层平滑、光洁均匀,沉积物结构为微晶甚至非晶态。低温沉积过程需要能量很少, 扩散距离很短,而扩散时间很长,这些工艺条件都是为纳米级材料制备所必需的。电解质是冷凝的无机化合物气体,因此得到的低温电解质除掉了杂质。利用低温电解质优于熔盐, 还在它不像熔盐那样能溶解多数耐火材料做的坩埚, 所以制备高纯材料时,低温电解质将是最佳的选择。熔盐的领域在不断扩展,并渗透到现代科学的各个领域,像水一样,它是另外一个天地。科学家们正在深入研究这类熔体的结构和性质,增加知识, 开拓新的应用。
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最新修订时间:2022-08-26 11:35
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